由于微生物腐蚀(MIC)研究的周期长、影响因素复杂、实验条件苛刻,因而长期以来未被科研工作者所重视。最早有关微生物影响燃料腐蚀性问题的报道见于国外20世纪30年代。而自20世纪80年代以来,随着中国生物科学和技术的迅猛发展,材料腐蚀与微生物密切相关性,尤其是微生物对金属腐蚀的危害性越来越被人们认识和关注。据统计,全世界每年因金属的微生物腐蚀所造成的经济损失达到300亿~500亿美元。通常,人们对金属MIC的研究主要集中在不锈钢、碳钢、铜、铝等金属及其合金方面,而对由飞机发动机润滑油系统的镁合金部件的微生物腐蚀研究涉及者不多。然而飞机燃油中发生微生物污染引发的一系列的问题正在日益加重。随着航空、汽车和船舶等交通业的快速发展,燃油用量越来越大。一般微生物优先选择利用C10-C18碳链的烃类,所以煤油和柴油受微生物污染比汽油更普遍。微生物生命活动离不开水,对于飞机燃油来说,水分主要有以下3个来源。1)燃油中本身就含有少量的游离水。2)清洗储油罐时操作不严谨、储油罐口密封不严或未将清洗用水彻底干燥,从而引入了天然水和残存水。3)温度的急剧变化。飞机在机场停放时白天和夜晚的温度变化大,飞行时高空和地面的温差更大,会造成凝露现象,致使飞机油箱中产生冷凝水。
目前对于航空煤油微生物腐蚀机理说法不一致,有些学者认为是阴极去极化理论,而有些学者却认为是浓差电池理论。较为一致的观点认为是由于微生物代谢产物及微生物本身对飞机油箱造成的腐蚀和输油管的堵塞。微生物在有水和煤油(富含碳源)条件下极易生存,产生了很多代谢产物,而大多数代谢产物为低碳链的脂肪酸,常见的为醋酸。当醋酸在微生物腐蚀沉积物的情况下浓缩时,根据氧化还原活动性顺序的不同,醋酸会对飞机油箱的材质(主要为镁铝合金)产生巨大的腐蚀,甚至导致穿孔漏油。鉴定结果表明:污染微生物中的真菌有15种,其中枝孢霉菌的数量最多,生长最快,对煤油的污染最为严重。细菌有革兰氏阴性杆菌、阳性球菌、芽孢杆菌等,这些菌都能以石油类物质(如航空煤油)为碳源进行代谢生长,并产生具有腐蚀性的代谢产物。
腐蚀防治措施
1、加强管理与物理方法维护
解决燃油微生物污染问题的最好方法是预防污染的发生,最好的预防措施是在储存和使用过程中使储罐和油箱中的自由水尽可能少。应确保燃油洁净,使水分含量不超标,定期对油罐和油箱进行彻底清洗,避免油罐和油箱内可能存在的微生物再次污染燃油。尽量减少水分进入燃油的机会,储存时可采用浮顶罐,最大限度地减少燃油上面的空气层。同时进行定期排水,把油罐的积水及时排走,减少微生物污染的机会。定期检查过滤系统,查看是否粘有泥土,及时更换过滤器。使用防腐涂料处理储罐和油箱以及用电化学方法进行阴极保护等方法虽然费用昂贵,但可以缓解微生物引起的腐蚀问题,避免燃油泄漏对环境造成的严重污染。但这些方法并不能解决除腐蚀外的其他微生物的污染问题。
2、预防控制微生物污染燃油除了加强管理外,最有效的措施就是往燃油中添加杀菌剂来进行预防和控制。杀菌剂广泛应用于各种工业系统,在控制微生物的污染方面起到了非常重要的作用。燃油使用杀菌剂分为2种情况:1)为预防燃油微生物污染而在燃油中预先添加一定量的杀菌剂进行保护;2)燃油被微生物污染后,用杀菌剂对微生物进行杀灭,以避免更严重的污染发生。人们担心的问题是杀菌剂的添加会不会影响燃油的性能,给实际使用带来问题。应用杀菌剂对燃油微生物进行控制已有不少研究[21],现已开发了多种应用于燃油的杀菌剂产品,表1列出了在EPA注册的燃油杀菌剂产品。结合实际情况,合理使用杀菌剂,可以有效保护燃油免受微生物的污染。
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